Diterima: 9 Agustus 2020; Direvisi: 19 September 2020; Disetujui: 23 September 2020 JTERA, Vol. 5, No. 2, Desember 2020

## Perancangan Konsep Mesin Uji Keausan Komponen Prostesis Sendi Pinggul
Tresna Priyana Soemardi 1# , Muhamad Lutvi 2 , Agri Suwandi 2 , Anwar Soefi Ibrahim 3
1 Departemen Teknik Mesin, Universitas Indonesia Kampus Baru UI Depok Jawa Barat 16424, Indonesia
2 Jurusan Teknik Mesin, Universitas Pancasila Srengseng Sawah Jagakarsa Jakarta 12640, Indonesia
3 Departemen Fisika Medis, Universitas Indonesia Jl. Salemba Raya 4 Kampus UI Salemba Jakarta Pusat 10430, Indonesia
# tsoemardi@eng.ui.ac.id

## Abstrak
Prostesis  sendi  pinggul  adalah  komponen  buatan  pengganti  sendi  pinggul.  Penggantian  sendi  pinggul  dilakukan akibat penyakit yang disebut dengan artritis atau karena kecelakaan sendi pada pinggul. Kegagalan pada prostesis, tidak hanya dari faktor pasien maupun proses operasi, tetapi juga dapat terjadi karena  faktor material komponen. Salah satu kegagalan  faktor  material  disebabkan  karena  kurangnya  data  pengujian  mekanis.  Pengujian  mekanis  berfungsi  untuk menguji ketahanan material terhadap pembebanan dinamis. Dalam penelitian ini, membahas tentang mesin uji mekanis, yaitu  keausan  yang  disebabkan  oleh  gesekan  komponen  yang  bergerak.  Adapun  tujuan  dari  penelitian  ini  adalah merancang  konsep  mesin  uji  keausan  komponen  prostesis  sendi  pinggul.  Mesin  uji  digunakan  untuk  menganalisis keausan  yang  terjadi  akibat  gesekan  komponen femoral  head dan acetabular  liner .  Konsep  rancangan  mesin  uji mengadopsi  standard  pengujian  keausan  ISO  14242-1.  Metode  perancangan  yang  digunakan  adalah  metode Quality Function Deployment (QFD) dengan luaran acuan rancangan berupa rumah kualitas atau House of Quality (HOQ) untuk mendapatkan persyaratan rancangan konsep mesin uji keausan. Konsep mesin uji keausan yang dihasilkan memiliki 6 stasiun  uji  dengan  dengan  gerakan  2  sumbu,  yaitu  x  dan  y.  Dengan  adanya  konsep  mesin  ini  diharapkan  dapat membantu  pengembangan  rancangan  mesin  uji  keausan  untuk  memperoleh  hasil  prostesis  sendi  pinggul  yang memenuhi standar medis.
Kata kunci: perancangan konsep, QFD, keausan, prostesis, sendi pinggul

## Abstract
The  hip  joint  prosthesis  is  an  artificial  component  of  the  hip  joint.  Joint  replacement  due  to  a  disease  known  as arthritis or joint accidents in the hip.  Failure in the prosthesis, not only from patient factors, the operation process and component  material  factors.  One  of  the  causal  failure  factors  is  due  to  lack  of  mechanical  testing  data.  Mechanical testing serves to prove the resistance of the material to dynamic loading.  In this study are discusses the wear testing machine  concept  the  friction  of  the  hip  joint  prosthesis  component  based  on  ISO  14242-1  standard.  This  machine  is applied to  analyse the wear caused by the friction of the femoral head and acetabular liner components.  The design method used is the Quality Function Deployment (QFD) method with the design reference output in the form of a House of Quality (HOQ) to obtain the design requirements for the concept of a wear testing machine. The idea of the resulting wear testing machine has 6 test stations with 2-axis motion, x and y. With the idea of this machine, it can help develop the design of a wear testing machine to find a hip joint prosthesis according to medical criteria.
Keywords: concept design, QFD, wear, prosthesis, hip joint

## I. P ENDAHULUAN
Kerusakan akibat keausan terjadi pada sejumlah aplikasi,  seperti  pesawat  terbang,  mobil,  reaktor nuklir, kontak listrik, dan implan bedah. Pada dunia
kesehatan, kasus keausan terjadi pada implan, yaitu terjadi  gesekan  antar  komponen,  salah  satunya adalah hip joint prosthesis . Hip joint prosthesis merupakan  komponen  penting  dalam  sistem kerangka manusia. Sambungan ini terletak diantara

## Sendi lutut Sendi pinggul
Gambar 1. Osteoartritis pada lutut dan pinggul [2]
Gambar 2. Hip joint prosthesis [3]
pinggul  dan  pangkal  tulang  paha  atas. Total  hip joint replacement atau operasi penggantian hip joint ini  biasanya  disebabkan  oleh  beberapa  hal  seperti faktor  usia,  kecelakaan,  kekurangan  nutrisi  dan penyakit tulang ( arthritis ) [1].
Salah  stau  kerusakan  yang  paling  sering  terjadi pada  sendi  adalah  artritis.  Dimana  artritis merupakan  bentuk  penyakit  sendi  yang  sering dijumpai dengan bermacam kelainan dan penyebab. Osteoartritis  adalah  tipe  artritis  yang  disebabkan oleh  kerusakan  atau  penguraian  dan  akhirnya kehilangan  tulang  muda  ( cartilage )  dari  satu  atau lebih sendi-sendi. Osteotritis umumnya mempengaruhi  sendi-sendi  yang  menahan  beban berat,  seperti:  lutut  ( knee )  dan  panggul  ( hip ). Osteotritis  terbagi  menjadi  dua  jenis  yaitu  primer dan  sekunder  [2].  Ostestritis  primer  dihubungkan dengan  penuaan.  Dengan  menua,  isi  air  dari cartilage meningkat  dan  susunan  protein  dari cartilage terjadi  degenerasi.  Akhirnya cartilage mengelupas  atau  membentuk  bagian-bagian  kecil. Kehilangan cartilage menyebabkan  gesekan  antara tulang-tulang  yang  dapat  menyebabkan  nyeri. Osteotritis  sekunder  disebabkan  oleh  faktor  lain, misalnya  trauma  (kecelakaan),  kegemukan,  operasi yang  berulang  ulang,  cacat  lahir  (abnormal), diabetes  dan  penyakit  hormon  lainnya.  Gambar  1 memperlihatkan osteoarthritis pada  sendi  lutut  dan pinggul  yang  disebabkan  oleh  penuaan.  Setiap penyakit yang melibatkan sendi pinggul menyebabkan  kesulitan  besar  dalam  berjalan,  dan mengakibatkan  kecacatan  parah.  Sendi  pinggul adalah  sambungan  bola  antara  kepala  femoral  dan asetabulum di panggul (Gambar 2).
Sendi pinggul adalah sendi bola dan soket yang terdiri dari: (1) batang femoral, (2) kepala femoral, dan (3) komponen asetabular. Gambar 2, menunjukkan  komponen Total  Hip  Joint
Replacement (THR)  [4].  Desain  sendi  pinggul prostesis perlu mempertimbangkan komponen yang paling  berpengaruh,  yaitu femoral head dan acetabular cup .  Prostesis  sendi  pinggul  terdiri  dari dua  bagian  sentral,  komponen  femoralis,  yang memiliki  kepala  bola,  dan  elemen  asetabular,  yang merupakan  cangkang  dengan  liner  soket  bagian dalam,  seperti  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  2. Bola  femoralis  yang  pas  di  dalam  soket  adalah untuk  memungkinkan  artikulasi  sendi  pinggul seperti  bantalan  mekanis.  Bahan-bahan  untuk prostesis  sendi  pinggul  harus  memiliki  sifat-sifat berikut [5]:
1. Biokompatibilitas  tinggi  dengan  jaringan  dan tulang;
2. Kekuatan  mekanik  yang  memadai,  misalnya, modulus Young yang sesuai, ketangguhan patah dan hidup kelelahan;
3. Gesekan  rendah  tetapi  ketahanan  aus  yang tinggi;
4. Stabilitas  dan  keamanan  bahan  kimia  yang andal.
Biomaterial hip  joint  prosthesis adalah  jenis logam, keramik dan UHMWPE ( ultra - high molecular  weight  polyethylene ).  Pemilihan  bahan dan  desain  komponen  merupakan  faktor  penting dalam  kinerja  dan  daya  tahan  penggantian  sendi total.  Prostesis  yang  longgar  menyebabkan  nyeri dan fungsi yang terbatas. Akibatnya, sejumlah besar pasien  memerlukan  operasi  revisi,  yang  rumit  dan mahal.  Penyebab  utama  pelonggaran  ini  adalah reaksi  jaringan  yang  dipicu  oleh  partikel  aus  dari gelas acetabular  polyethylene (UHMWPE)  dengan berat  molekul  sangat  tinggi,  yang  mengarah  ke osteolisis  di  sekitar  implant  [6].  Keausan total  hip prosthesis adalah  masalah  klinis  yang  signifikan, karena keausan produk implan dapat menyebabkan reaksi  jaringan  yang  merugikan  yang  dapat menyebabkan  kehilangan  tulang  masif  di  sekitar implan  dan,  akibatnya,  melonggarnya  fiksasi  [3]. Oleh  karena  itu,  pentingnya  mengetahui  tentang karakteristik tribologi prostesis sendi pinggul untuk mengevaluasi  potensi  kegagalan  model,untuk mengoptimalkan  fitur  desain,  dan  meningkatkan kinerja bahan yang digunakan [7].
Kriteria  pada  alat    uji  keausan  yaitu  dapat mengumpulkan  informasi  mengenai  umur  berbagai komponen  dari  setiap  mesin  manufaktur  yang diberikan,  dan  melakukannya  dalam  kondisi pengujian  yang  mensimulasikan  kondisi  nyata semaksimal  mungkin,  adalah  alat  uji  yang  akan menghasilkan prediksi umur pakai komponen yang
paling  dapat  diandalkan  [8].  Mekanisme  keausan akan menjadi alat penyaringan yang berguna untuk membantu  memilih  bahan  yang  sesuai  untuk pengujian lebih lanjut [9].
Mechanical wear digunakan untuk memprediksi karakteristik  salah  satu  sifat  tribologi  dari komponen TKR dengan  simulasi  kinematika  dan kinetika  tubuh  manusia  dalam  kondisi  lingkungan yang  telah  disesuaikan. Mechanical  wear  testin g telah  dapat  mengidentifikasi  faktor-faktor  yang mempengaruhi  kondisi  dari  komponen tibia ( polyethylene material)  secara in  vitro yang  pada akhirnya  dapat  mempengaruhi in  vivo perilaku TKR .  Namun  menurut  Heintze  [10],  seberapa validnya  metode  pengetesan  tersebut  masih dipertanyakan  keabsahannya,  kurang  lebih  80% akurat. Wear (keausan)  merupakan  proses  yang kompleks  yang  tergantung  pada  banyaknya  faktor yang  berinteraksi  [11]-[13],  tetapi  beberapa  dari pengaruh  non-materi  yang  paling  relevan  dalam TKR adalah  jenis  gerak  geser  komponen tibia (berbahan dasar polyethylene ).
Gambar  3  merupakan  mesin  uji  keausan komponen  prostesis  sendi pinggul  yang  sudah  ada, dengan metode pin on disk / ball on disk . Tes pin - on - disc , ball - on - disc , dan tribological untuk Total Hip Prosthesis dilakukan  dengan  menggunakan  bahan prostetik  Ti-6Al-4V  dan  paduan  Ti-6Al-7Nb, terhadap baja 100Cr6 dan nomor kertas abrasif 320 [14].  Kelemahannya  adalah  bentuk  sample  yang diuji  tidak  berbentuk  komponen  hip  prosthesis. Selain itu jenis kondisi pengujian adalah kering.
Berdasarkan  penjelasan  sebelumnya,  maka tujuan  dari penelitian ini adalah merancang konsep mesin  uji  keausan  komponen  prostesis  sendi pinggul  yang  memenuhi  kriteria  standar  ISO 14242-1.  Adapun  karakteristik  utama  dari  mesin pengujian yang di rekomendasi standar ISO 14242- 1, adalah alat uji atau simulator pinggul memiliki 3- sumbu, yang akan mampu menggabungkan gerakan translansi dan rotasi dalam tiga sumbu [15]. Dalam tulisan  ini,  akan  disampaikan  langkah-langkah untuk  mendapatkan  sebuah  konsep  rancangan mesin  uji  keausan  komponen  prostesis  sendi pinggul  dengan  menggunakan  metode  peracangan Quality Function Deployment (QFD).
Gambar 3. Photography of ball - on - disc contact and tribotester system [14]

## II. M ETODE P ENELITIAN
Metode  perancangan  yang  digunakan  untuk menghasilkan konsep mesin uji keausan komponen prostesis  sendi  pinggul  adalah Quality  Function Deployment (QFD).  QFD adalah  metode  untuk perencanaan  dan  pengembangan  produk  atau layanan terstruktur yang memungkinkan pengembangan  dapat  menentukan  dengan  jelas keinginan dan kebutuhan pelanggan, untuk kemudian mengevaluasi setiap produk atau kemampuan  layanan  yang  diusulkan  secara sistematis  dalam  hal  dampaknya  pada  pemenuhan kebutuhan  tersebut.  QFD  pada  dasarnya  adalah proses  perencanaan  dan  manajemen  kualitas  untuk menuju solusi produk dan layanan terbaik [16].
Langkah-langkah mendasar untuk bagian penting dari proses QFD ini:
1. Mengumpulkan VOC ( Voice of the Customer ), 2. Melakukan analisi VOC ( Voice of the Customer ),
3. Menetapkan kebutuhan prioritas pelanggan,
4. Melakukan validasi kebutuhan pelanggan,
5. Membuat matriks House of Quality (HOQ).
HOQ  adalah  matriks  yang  sangat  kompleks dalam arti terdiri dari beberapa matriks yang saling menempel. Hal  pertama dalam menerapkan proses QFD adalah menyusun HOQ. Gambar 4 menampilkan  tahapan  dari  perancangan  konsep yang  dilakukan  dan  terdapat  tahap  penyusunan HOQ.
Berdasarkan Gambar 4, bahwa terdapat beberapa tahapan yang dilakukan untuk mendapatkan  konsep  rancangan  mesin  mesin  uji keausan komponen prostesis sendi pinggul, yaitu: 1. Identifikasi Kebutuhan, dilakukan dengan melakukan
pengambilan data melalui menyebarkan beberapa kuesioner yang berisikan daftar  pertanyaan  tentang  keinginan  spesifikasi produk  yang  akan  dibuat,  kuisioner  tingkat kepentingan  spesifikasi  produk,  dan  kuisioner perbandingan  kompetitor  produk  yang  akan dikembangkan.
2. Penyusunan  HOQ,  pada  langkah  ini  yaitu mengolah  data  yang  didapat  dari  hasi  kuesioner dengan membuat HOQ. keluaran dari proses ini ada  spesifikasi  produk  yang  diinginkan  oleh konsumen.
3. Perancangan  Konsep,  tahap  ini  dilakukan perancangan konsep mesin uji keausan komponen  prostesis  sendi  panggul  berdasarkan spesifikasi produk yang  didapat dari HOQ yang dituangkan  ke  dalam  bentuk  gambar  3D  Model Konsep.

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN

## A. Identifikasi  Kebutuhan  Konsumen  “Voice  of the Customer”
Langkah  pertama  dalam  metode  QFD  adalah mengumpulkan  informasi  dari  pelanggan  tentang persyaratan  yang  harus  dimiliki  oleh  mesin  yang akan dirancang.  Untuk mengidentifikasi kebutuhan konsumen  dilakukan  penyebaran  kuesioner  secara daring  menggunakan  aplikasi google  forms (dapat dilihat  pada  Gambar  5).  Dari  hasil  penyebaran kuesioner  responden  yang  terdiri  dari  akademisi, dokter  ortopedik  dan  pemerintahan  di  instansi Kementrian Kesehatan.
Gambar 5. Tampilan kuesioner dengan google forms
Dari  hasil  penyebaran  kuisioner  didapatkan daftar kebutuhan konsumen yang dapat dilihat pada Tabel  1.  Berdasarkan  data  daftar  kebutuhan konsumen yang diperoleh dari kuesioner permintaan  kualitas customer maka  dapat  disusun daftar  Permintaan  Kualitas Customer (PKC)  yang didasarkan  pada  skor  tinggi  penilaian  pilihan konsumen.
Tabel 1. Daftar kebutuhan konsumen No Daftar kebutuhan konsumen
1 Mesin tidak sulit dalam perbaikan
2 Mesin mudah digunakan
3 Mesin dapat beroprasi secara terus menerus
4 Umur alat yang panjang
5 Mesin tidak mengeluarkan suara bising dan minim getaran
6 Kecepatan mesin stabil
7 Harga mesin murah
8 Ketersediaan komponen suku cadang mesin
9 Mesin mudah di bersihkan
10 Komponen mesin mudah diganti
11 Perawatan mesin mudah dilakukan
12 Mesin memiliki rangka yang kokoh
13 Mesin memiliki sistem keamanan yang baik terhadap pengoperasian
14 Mesin aman di gunakan
15 Mesin memiliki desain menarik
Tabel 2. Permintaan Kualitas Customer (PKC) No Permintaan Kualitas Customer (PKC) Jumlah Pemilih 1 Mesin tidak sulit dalam perbaikan 11 2 Mesin mudah digunakan 11 3 Mesin  dapat  beroprasi  secara terus menerus 10 4 Umur alat yang panjang 11 5 Mesin  tidak  mengeluarkan  suara bising dan minim getaran 11 6 Kecepatan mesin stabil 11 7 Harga mesin murah 11 8 Ketersediaan  komponen  suku cadang mesin 11 9 Mesin mudah di bersihkan 11 10 Komponen mesin mudah diganti 11 11 Perawatan mesin mudah dilakukan 11 12 Mesin  memiliki  rangka  yang kokoh 10 13 Mesin memiliki sistem keamanan  yang  baik  terhadap pengoperasian 11 14 Mesin aman di gunakan 11 15 Mesin memiliki desain menarik 10
Tabel 3. Pengelompokan Permintaan Kualitas
Customer (PKC) Kelompok Permintaan Customer Kelompok 1 : Kinerja Mesin tidak sulit dalam perbaikan Mesin mudah digunakan Mesin dapat beroprasi secara terus menerus Kelompok 2 : Kehandalan Umur mesin yang panjang Mesin tidak mengeluarkan suara bising dan minim getaran Kecepatan mesin stabil Kelompok 3 : Ekonomis Harga mesin murah Kelompok 4 : Perawatan Ketersediaan komponen suku cadang mesin Mesin mudah di bersihkan Komponen mesin mudah diganti Perawatan mesin mudah dilakukan Kelompok 5 : Ketahanan Mesin memiliki rangka yang kokoh Kelompok 6 : Keamanan Mesin memiliki sistem keamanan yang baik terhadap pengoperasian Mesin aman di gunakan Kelompok 7 : Estetika Mesin memiliki desain menarik
Dari  Tabel  2,  maka  disimpulkan  bahwa  dari daftar  permintaan  kualitas customer hampir keseluruhan  dipilih  oleh  responden,  maka  seluruh daftar  permintaan  kualitas customer tersebut  akan menjadi  prioritas  utama  dalam  perancangan  mesin uji keausan komponen hiprostesis sendi pinggul.
Dari  permintaan  kualitas customer yang  di peroleh,  maka  data-data  tersebut  dikelompokkan berdasarkan  kesamaan  atau  kemiripan  fungsinya (lihat  Tabel  3).  Dari  Tabel  3  didapatkan pengelompokan  permintaan  kualitas  customer menjadi  7  kelompok.  Pengelompokan  PKC bertujuan untuk  mengetahui maksud dan keinginan customer yang  diterjemahkan  kedalam  fungsi- fungsi pada mesin. Hal ini juga memudahkan dalam melakukan  perancangan  mesin  sesuai  dengan pengelompokan PKC.
Setelah didapati pengelompokan umum terhadap data,  selanjutnya  yaitu  tahapan penyusunan prioritas  permintaan  kualitas  dengan  menentuakan prioritas  permintaan  kualitas costumer dengan  cara melihat  hasil  kuesioner  yang  paling  banyak  dipilih berdasarkan  keinginan  pelanggan.  Dalam  hal  ini, dari  hasil  data  kuesioner  jumlah  permintaan  PKC yang  terbanyak,  sedang  dan  sedikit  maka  tersusun penyusunan  prioritas  permintaan  kualitas  secara primer, sekunder dan tersier (lihat Gambar 6).
Gambar 6.  Penyusunan prioritas permintaan kualitas
Tabel 4. Importance Rating
No Permintaan Kualitas Customer (PKC) Importance Rating 1 Mesin tidak sulit dalam perbaikan 4,45 2 Mesin mudah digunakan 4,54 3 Mesin  dapat  beroprasi  secara terus menerus 4,00 4 Umur mesin yang panjang 4,63 5 Mesin  tidak  mengeluarkan  suara bising dan minim getaran 4,45 6 Kecepatan mesin stabil 4,63 7 Harga mesin murah 4,00 8 Ketersediaan  komponen  suku cadang mesin 4,63 9 Mesin mudah di bersihkan 4,45 10 Komponen mesin mudah diganti 4,63 11 Perawatan mesin mudah dilakukan 4,72 12 Mesin  memiliki  rangka  yang kokoh 4,10 13 Mesin memiliki sistem keamanan  yang  baik  terhadap pengoperasian 4,72 14 Mesin aman digunakan 4,80 15 Mesin memiliki desain menarik 3,81 Penentuan pengambilan nilai kepentingan ( Importance Rating )  di  dapat  dari  hasil  kuesioner dari customer terhadap  Permintaan  Kualitas Customer (PKC).  Setiap  PKC  yang  telah  di identifikasi  dihitung  nilai  kepentingannya  dengan sistem penilaian, jika nilai 1 = sangat tidak penting, 2  =  kurang  penting,  3  =  cukup  penting,  4  =  lebih penting, dan 5 = sangat penting (hasil dapat dilihat pada Tabel 4). Dapat dilihat bahwa, nilai terpenting pada PKC no. 14, yaitu: mesin aman digunakan.

## B. Menyusun Planing Matrix
Planning matrix merupakan hasil dari kuesioner penilian customer /responden  terhadap  produk- produk mesin. Penilaian pada tahap ini menggunakan  skala 1  sampai 5  dengan  pengertian, nilai  1  =  sangat  tidak  baik,  2  =  tidak  baik,  3  = cukup baik, 4 = baik, dan nilai 5 = sangat baik.
Tabel 5. Penilaian competitor atau produk pesaing
No Permintaan Kualitas Customer (PKC) Produk Pesaing A Produk Pesaing B 1 Mesin  tidak  sulit  dalam perbaikan 4,27 4,63 2 Mesin mudah digunakan 3,63 3,72 3 Mesin  dapat  beroprasi secara terus menerus 4,81 4,63 4 Umur mesin yang panjang 4,81 4,54 5 Mesin tidak mengeluarkan suara bising dan minim getaran 4,00 4,36 6 Kecepatan mesin stabil 4,18 4,54 7 Harga mesin murah 3,36 3,10 8 Ketersediaan  komponen suku cadang mesin 3,81 3,54 9 Mesin mudah di bersihkan 3,81 3,90 10 Komponen mesin mudah diganti 3,90 3,81 11 Perawatan  mesin  mudah dilakukan 3,81 3,81 12 Mesin  memiliki  rangka yang kokoh 4,10 4,54 13 Mesin  memiliki  sistem keamanan yang baik terhadap pengoperasian 4,36 3,63 14 Mesin aman di gunakan 4,18 4,54 15 Mesin  memiliki  desain menarik 3,81 4,27 Penilaian competitor /produk  pesaing  didapat dari hasil perhitungan kuesioner yang diperoleh dari customer /responden terhadap produk-produk pesaing.  Peninilai competitor /produk  pesaing  dapat dilihat dari Tabel 5.
Setelah  penilaian competitor /produk  pesaing diperoleh, dilanjutkan dengan memasukan data-data tersebut  ke  dalam  grafik  dengan  simbol-simbol yang  mewakili  produk  pesaing  di  lihat  pada Gambar  7  untuk  memudahkan  melihat  tren  grafik permintaan yang paling dominan diinginkan.

## C. Menentukan Technical Response
Technical  Response merupakan  jawaban  dari PKC  yang  di  peroleh  kemudian  di  terjemahkan dalam  bentuk  teknis.  Pada tahap ini  terdapat target spesifik  yang  akan  dijadikan  acuan  sebagai pengembangan  perancangan  konsep  berdasarkan yang telah ditetapkan melalui costumer needs .
Gambar 7. Ranking produk
Tabel 6. Penyusunan Performance Kualitas Konstruksi (PKK) Kriteria Permintaan Kualitas Customer (PKC) Performance Kualitas Konstruksi (PKK)
K inerj a Mesin  tidak  sulit dalam perbaikan Susunan  sistem  dan kontruksi mesin yang tidak rumit Mesin mudah digunakan Menyalakan  tombol on/off Mesin dapat beroprasi  secara terus menerus Menggunakan energi listrik
K eha nd a la n Umur mesin yang panjang Umur  mesin  kuat sampai 3-5 tahun Mesin tidak mengeluarkan suara  bising  dan minim getaran Menggunakan Motor  AC  Servo dan Pneumatik Kecepatan  mesin stabil Pengaturan  sistem kerja  mesin  diatur dengan PLC Ekonomi Harga mesin murah Harga mesin 20 juta
Pada tahap ini dilakukan penterjemahan PKC ke dalam  bahasa  teknik  yaitu    PKK  seperti  yang terlihat  pada  Tabel  6.  Ada  7  kriteria  yang diterjemahkan menjadi PKC dan PKK.
3,00 3,20 3,40 3,60 3,80 4,00 4,20 4,40 4,60 4,80 5,00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 T in gk at K ep en ti n ga n Permintaan Kualitas Customer (PKC) Pesaing A Pesaing B
Tabel 6. Penyusunan Performance Kualitas Konstruksi (PKK) (Lanjutan) Kriteria Permintaan Kualitas Customer (PKC) Performance Kualitas Konstruksi (PKK)
P er a wa ta n
Ketersediaan komponen suku cadang mesin Memakai produk yang  tersedia  di pasar lokal Mesin  mudah  di bersihkan Dimensi Komponen  mesin mudah diganti Pemasangan komponen yang mudah Perawatan  mesin mudah dilakukan Pembagian  sistem kerja komponen dengan masing- masing  jalur  yang mudah K et a ha na n Mesin memiliki rangka yang kokoh Rangka  besi  kotak untuk  mejanya dan alumunium  untuk rangka  atas  dan lengan ayunnya.
K ea ma na n Mesin memiliki sistem  keamanan yang baik terhadap pengoperasian Dapat dipantau melalui komputer Mesin  aman  di gunakan Terdapat tempat dudukan  atau  box sebagai  pelindung dan penempatan komponen Estetika Mesin memiliki desain menarik Warna yang terang

## D. Menyusun Matrik Korelasi
Pada  tahap  ini  dilakukan  penilaian  dari penelitian  terhadap  kekuatan  hubungan  antara  tiap elemen  yang  terdapat  pada Technical  Response dengan  tiap Customer  Needs ,  sehingga  diketahui apakah Customer  Needs memiliki  hubungan  yang kuat,  sedang  atau  lemah  dengan  Technical Response .
Optimasi  memiliki  tiga  simbol  yang  bertujuan memaksimalkan  dan  meminimalisir  dari Technical Response yang  diperoleh.  Agar  peniliti  tepat  dan fokus  dalam  mengembangkan  perancangan  mesin yang  harus  di  optimalkan  kinerja  dan  fungsinya. Simbol optimasi dapat di pada Tabel 7.
Matrik  atap  adalah  sebuah  tabel  berbentuk segitiga  yang  digunakan  untuk  menunjukkan hubungan  antar  satu Technical  Response dengan Technical  Response yang  lainnya.  Simbol  yang digunakan  dapat  di  lihat  pada  Tabel  8.  Gambar  9 menampilkan bentuk optimasi dan matrik atap dari korelasi penilaian.
Tabel 7. Simbol dan keterangan optimasi
Arah Optimasi Keterangan
Maksimum
Minimum Normal/sudah tepat
Tabel 8. Simbol dan keterangan pada matrik atap
Hubungan antar Technical Response
(+) Strong Positif + Positif - Negative (-) Strong Negatif

## E. Membuat Relationship
Pada  tahap  ini  dilakukan  penilaian  dari  peniliti terhadap  kekuatan  hubungan  antara  tiap  elemen yang terdapat pada Technical Response dengan tiap Customer  Needs ,  sehingga  diketahui  apakah Customer  Needs memiliki  hubungan  yang  kuat, sedang atau lemah dengan Technical Response .
1. Perbandingan Hubungan PCK dan PKK
Melakukan  penilaian  antara  PKC  dan  PKK dengan cara memberikan nilai 9 dengan simbol (●) untuk  hubungan  yang  kuat,  nilai  3  dengan  simbol (○)    untuk  hubungan  sedang  dan  nilai  1  dengan simbol  (Δ)  untuk  hubungan  yang  lemah,  seperti yang terlihat pada Gambar 10.
2. Penentuan Rangking (Bobot Kolom) PKK
Nilai  bobot  kolom  didapat  dari  perkalian  antara importance  rating dengan  nilai  matrik  hubungan PKC dan PKK kemudian hasil masing-masing nilai PKK  di  jumlahkan.  Perhitungan  bobot  kolom menggunakan persamaan sebagai berikut:
(1)
(2)
Tabel 9 menampilkan hasil perhitungan bobot PKK dengan menggunakan persamaan (1) dan (2).
Gambar 9. Optimasi dan matrik atap
Gambar 10. Perbandingan PKC dan PKK
Gambar 11. HOQ mesin uji keausan komponen prostesis sendi pinggul

## Tabel 9. Hasil penentuan rangking (bobot) PKK
PKK Bobot Kolom Hasil Bobot (%) Susunan  sistem  dan  kontruksi mesin yang tidak rumit 111,45 7 Menyalakan tombol on/off 44,86 3 Menggunakan energi listrik 117,72 8 Umur  mesin  kuat  sampai  3-5 tahun 118,08 8 Menggunakan  Motor  AC  Servo dan Pneumatik 203,7 14 Pengaturan  sistem  kerja  mesin diatur dengan PLC 101,49 7 Harga mesin 20 juta 75,25 5 Memakai produk yang tersedia di pasar lokal 84,90 6 Dimensi 101,81 7 Pemasangan komponen yang mudah 100,99 7 Pembagian sistem kerja komponen dengan masing- masing jalur yang mudah 133,09 9 Rangka  besi  kotak  untuk      meja nya dan alumunium untuk rangka atas dan lengan ayunnya. 106,45 7 Dapat dipantau melalui komputer 65,52 4 Terdapat  tempat  dudukan  atau box sebagai pelindung dan penempatan komponen 78,97 5 Warna yang terang 43,02 3 Total 1487,30 100

## F. Penyusunan House of Quality (HOQ)
Penyusunan  HOQ  yaitu  membuat  rumah kualitas  atau  HOQ  yang  dibangun  berdasarkan matrik-matrik  yang  telah  di  buat  di  bagian pengumpulan  dan  pengelolahan  data.  Dengan  di membangun  HOQ,  maka  peniliti  dapat  melihat data-data  secara  keseluruhan  mengenai  konsep perancangan  dan  pengembangan  yang  harus dilakukan  pada  mesin  uji  keuasan  komponen prosthesis sendi  pinggul    sehingga   output    yang didapat  dari  HOQ  yaitu  menerapkan  nya  dalam bentuk  konsep  perancangan.  Matriks House  of Quality (HOQ) dapat di lihat pada Gambar 11.

## G. Konsep Rancangan
Perancangan  mesin  uji  keausan  komponen prostesis sendi pinggul didasarkan pada standar ISO 14242-1  yang  mampu  memberikan  gerakan  2 sumbu yaitu sumbu X : Extension - Flexion (FE) dan sumbu  Y  : Abduction - Adduction (AA).  Untuk gerakan internal - eksternal / rotation (IE/R)  tidak diterapkan pada kinerja mesin karena telah terbukti dari  beberapa  jurnal  internasional  yang  terkait bahwa  gerakan  IE/R  tidak  penting  dalam  simulasi
keausan klinis tetapi tetap ada pemberian gaya pada simulator dengan sumbu Z.
Mesin ini memiliki 6 stasiun pengujian, dimana masing-masing stasiun pengujian melakukan gerakan  yang  seirama.  Seluruh  desain  perancangan mesin dibuat menggunakan software Inventor 2019 study  version .  Mesin  uji  keausan  komponen prostesis sendi panggul ini terdiri dari tiga set dasar bagian :
1. Main frame
2. Penggerak dan Transmision
3. Load System
Dari  pengambilan  data  QFD  dan  penyusunan HOQ  yang  sudah  di  buat dari sub  bab  sebelumnya digunakan  untuk  membuat  perancangan  mesin  uji keausan  komponen  prostesis  sendi  pinggul. Keluaran  data  QFD  dan  penyusunan  HOQ  yang berupa  daftar  keinginan,  diterjemahkan  menjadi target  spesifikasi  yang  diperlukan  pada  mesin seperti motor penggerak, rangka/frame, ukuran dan lain-lain.  Spesifikasi  tersebut  menjadi  dasar  dalam konsep  perancangan  yang  terdapat  pada  mesin. Desain mesin dapat di lihat pada Gambar 12.
Dari  Tabel  10,  didapati  susunan  daftar komponen  mesin,  terdapat  27 part  list yang digunakan dalam konsep rancangan mesin.
Gambar 12. Desain mesin uji keausan komponen prostesis sendi pinggul
Tabel 10. Part list mesin uji keausan prostesis sendi
pinggul

## IV. K ESIMPULAN
Mesin  uji  keausan  prostesis  sendi  pinggul dirancang  mengikuti  standar  ISO  14242-1.  Mesin ini  memiliki  6  stasiun  pengujian,  dimana  masing- masing  stasiun  pengujian  melakukan  gerakan  yang seirama  dengan  gerakan  2  sumbu  yaitu  sumbu  X  : Flexion and Extension (FE)  dan  sumbu  Y  : Abduction and Adduction (A/A). Mesin uji keausan prostesis sendi pinggul ini terdiri dari tiga set dasar bagian  yaitu main frame ,    penggerak  dan transmision , dan load system .

## U CAPAN T ERIMA K ASIH
Kegiatan  penelitian,  desain  dan  pengembangan oleh  penulis  yang  dilakukan  dalam  tulisan  ini didukung oleh hibah penelitian “Penelitian Terapan Unggulan  Perguruan  Tinggi”,  dengan  kontrak nomor 8/AMD/E1/KP.PTNBH/2020 dari Kementerian  Riset  Teknologi  dan  Pendidikan Tinggi  Republik  Indonesia  dan  DRPM  Universitas Indonesia  dengan  surat  perjanjian  penugasan penelitian nomor NKB-
359/UN2.RST/HKP.05.00/2020.

## R EFERENSI
[1]  M.  H.  Rasyadi  and  Y.  Kaelani,  “Analisa  Gesekan Material Implantasi Prosthesis Pada Total Hip Joint Replacement  Akibat  Gerak  Adduksi  Abduksi Menggunakan  Metode  Elemen  Hingga,” J.  Tek. Pomit , vol. 1, no. 1, pp. 1–6, 2014.
[2]  T.  P.  Soemardi  and  A.  Suwandi, Inovasi,
Perancangan Dan Pengembangan Produk Prosthesis  &  Orthosis  Untuk  Rehabilitasi  Medik , 1st ed. Jakarta: UI Press, 2016.
[3]  N.  I.  Galanis  and  D.  E.  Manolakos,  “Design  of  a Hip Joint Simulator According to the ISO 14242,” in Proceedings  of  the  World  Congress  on Engineering , 2011, pp. 1–6.
[4]  A.  Suwandi,  T.  P.  Soemardi,  G.  Kiswanto,  W. Kusumaningsih,  and  I.  G.  W.  Gusti  Agung, “Development  of  friction  and  wear  full-scale testing  for  TKR  prostheses  with  reliable  low  cost apparatus,”  in AIP  Conference  Proceedings ,  vol. 1933, 2018.
[5]  N.  Intanon,  C.  Saikaew,  and  P.  Srisattayakul, “Design and Fabrication of Wear Testing Machine for  a  Fishing  Net-Weaving  Machine  Component,” in Advanced  Materials  Science  and  Technology , 2014, vol. 896, pp. 706–709.
[6]  P.  Massin  and  S.  Achour,  “Wear  products  of  total hip  arthroplasty:  The  case  of  polyethylene,” Morphologie, vol. 101, no. 332, pp. 1–8, 2017.
[7]  S.  G.  Ghalme,  A.  Mankar,  and  Y.  Bhalerao, “Biomaterials  in  Hip  Joint  Replacement,” Int.  J. Mater. Sci. Eng. , vol. 4, no. 2, pp. 113–125, 2016.
[8]  T.  Priyana  Soemardi,  A.  Suwandi,  C.  Badri,  A. Soefi  Ibrahim,  S.  Kusuma  Wijaya,  and  J. Parlaungan  Siregar,  “Development  of  Total  Hip Joint  Replacement  Prostheses  Made  by  Local Material:  An  Introduction,” E3S  Web  Conf. ,  vol. 130, 2019.
[9]  K.  Ishihara,  “Highly  lubricated  polymer  interfaces for advanced artificial hip joints through biomimetic  design,” Polym.  J. ,  vol.  47,  no.  9,  pp. 585–597, 2015.
[10]  S.  D.  Heintze,  “How  to  qualify  and  validate  wear simulation  devices  and  methods.,” Dent.  Mater. , vol. 22, no. 8, pp. 712–734, Aug. 2006.
[11]  B. Denkena, J. Köhler, A. Turger, P. Helmecke, T. Correa,  and  C.  Hurschler,  “Manufacturing Conditioned Wear of All-ceramic Knee
Prostheses,” Procedia  CIRP ,  vol.  5,  pp.  179–184, 2013.
[12]  E. W. Patten, D. Van Citters, M. D. Ries, and L. A. Pruitt,  “Wear  of  UHMWPE  from  sliding,  rolling, and  rotation  in  a  multidirectional  tribo-system,” Wear , vol. 304, no. 1, pp. 60–66, 2013.
[13]  F.  Liu,  M.  Wang,  J.  Wang,  and  W.  Du,  “The influence of frontally flat bearing design on contact mechanics  and  kinematics  in  total  knee  joint replacements,” Tribol.  Int. ,  vol.  136,  pp.  23–30, 2019.
[14] M.  Fellah et  al. , “Tribological behavior of Ti-6Al- 4V  and  Ti-6Al-7Nb  Alloys  for  Total  Hip
No Qty Part Name 1 1 Rangka 2 6 Bearing Linear 3 6 Assembly vertical axis 4 6 Aktuator pneumatic 5 5 Frame 6 5 House bearing 7 3 Assembly ayun sumbu X 8 6 Assembly rangka ayun sumbu Y 9 6 Test Chamber 10 1 Rangka (dudukan motor AC servo) 11 6 Poros lengan ayun 12 1 Poros (1) 13 3 Poros (2) 14 1 Lengan ayun sumbu X 15 6 Vertical loading axis 16 1 Gearbox 17 2 Motor AC servo 18 1 Assembly ayun sumbu motor AC servo 19 1 Lengan ayun sumbu Y 20 1 Poros motor AC servo 21 1 Poros (3) 22 1 Pulley lengan arm sumbu X 23 1 Pulley lengan arm 24 2 Lengan arm sumbu X 25 1 Pulley lengan arm sumbu Y 26 1 Lengan arm 27 2 Bearing d15
Prosthesis,” Adv.  Tribol. ,  vol.  2014,  p.  451387, 2014.
[15]  R. Sonntag, S. Braun, L. Al-Salehi, J. Reinders, U. Mueller,  and  J.  P.  Kretzer,  “Three-dimensional friction measurement during hip simulation,” PLoS
One , vol. 12, no. 9, p. e0184043, Sep. 2017.
[16]  Davide  Maritan, Practical  Manual  of  Quality
Function Deployment . Springer International
Publishing, 2015.